BIOLOGIA GEOLOGIA 11º ANO
Aula nº 6
ROCHAS MAGMÁTICASProfª Carmo Jardim
MAGMAROCHA
MAGMÁTICA
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
A diferenciação magmática é um processo que, a partir do mesmo
magma, ocorre formação de magmas com composição diferente.
Magma basáltico
Magma andesítico
Magmariolítico
Em alguns vulcões verifica-se, por vezes,
variação do tipo de atividade vulcânica ao longo
do tempo. A episódios efusivos, com magmas
básicos, seguem-se fases explosivas,
associadas a magmas mais ácidos.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
O magma é uma mistura complexa de substâncias minerais - silicatos.
A cristalização ocorre a diferentes temperaturas, uma vez que os minerais têm
distintos pontos de solidificação.
Durante o processo de cristalização formam-se diferentes associações de cristais.
Ao longo do processo de cristalização resulta um magma residual de composição
continuamente alterada.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
• Durante o arrefecimento do magma, a temperatura de cristalização de
diferentes minerais vai sendo atingida sucessivamente.
• Os minerais ao cristalizarem, retiram do magma os elementos químicos
que os compõem.
• A composição do magma vai variando à medida que arrefece.
A génese dos minerais ocorre segundo uma
ordem definida que determina uma
diferenciação magmática, por CRISTALIZAÇÃO
FRACIONADA.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Se considerarmos que num magma que se encontre a 1200ºC existem os
minerais A, B e C, com diferentes pontos de solidificação, qual seria a
sequência de cristalização?
A – 1000ºC
B – 800ºC
C – 950ºC
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
Ponto de solidificação / Ponto de fusão:
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
A
1000ºC
C
950ºC
B
800ºC
À medida que a temperatura do
magma diminui, os minerais solidificam
consoante atingem o seu ponto de
solidificação.
1200ºC 750ºC
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
T = 1000 °C
Composição = A
T = 900 °C
Composição = B
T = 800 °C
Composição = C
T = 700 °C
Composição = D
T = 600 °C
Composição = E
Evolução da composição do magma
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
UM MAGMA,
DIFERENTES
ROCHAS
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Magma A
Magma B
Magma C
Magma D
Magma E
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
• Bowen, no início do século XX, investigou a
formação dos cristais e definiu a ordem pela qual
cristalizam nos magmas em arrefecimento.
• Bowen queria saber porque razão certos
minerais tendem a surgir juntos em certas rochas
e outros nunca aparecem associados.
• A sequência de formação dos minerais das
rochas magmáticas é representada pelas Séries
de Bowen.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Bowen reduziu rochasmagmáticas a pó e aqueceuaté à fusão, formando ummagma artificial.
Deixou arrefecer este magma,de forma controlada.
Por exemplo, aquecia até aos1600ºC e posteriormente deixavaarrefecer até aos 1200ºC durantealgum tempo. A esta temperaturaformam-se os minerais com pontode cristalização a essatemperatura.
Arrefecia de forma brusca orestante magma para nãoformar mais cristais.Identificou os mineraiscristalizados à temperaturade 1200ºC.
Repetiu este processo,arrefecendo progressivamenteeste magma artificial,ordenando os minerais pelasequência do seu ponto desolidificação.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICACRISTALIZAÇÃO FRACIONADA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
Estas séries correspondem a fenómenos que
ocorrem simultaneamente à medida que a
temperatura do magma vai diminuindo.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Existem duas séries de reações:
SÉRIE DESCONTÍNUA
SÉRIE CONTÍNUA
Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos
Durante o arrefecimento, os minerais, aoreagirem com o magma residual, originamnovos minerais com uma composição químicae uma estrutura cristalina diferentes.
SÉRIE DESCONTÍNUA
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Todos os minerais desta
série possuem ferro (Fe2+)
e magnésio (Mg2+).
• Durante o arrefecimento, na série descontínua,primeiro formam-se as olivinas, cujo ponto desolidificação é mais elevado.
• Posteriormente cristalizam as piroxenas, depoisas anfíbolas e, por fim, a biotite.
Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
• Após a cristalização da olivina, a composição do magma fica
relativamente empobrecida em ferro (Fe2+) e magnésio (Mg2+).
• Com o arrefecimento progressivo do magma, atinge-se a temperatura
de cristalização da piroxena e a olivina formada previamente, reage
com o líquido residual formando piroxena.
• Atingida a temperatura de cristalização
da anfíbola, a piroxena formada reage
com o líquido residual, empobrecendo-o
em (Fe2+) e (Mg2+).
• Se ainda houver fração magmática e a
temperatura continuar a descer, forma-
se a biotite, o último mineral rico em
(Fe2+) e (Mg2+) a cristalizar.
Série descontínua ou dos minerais ferromagnesianos
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Durante o arrefecimento, os minerais, ao reagiremcom o magma residual, originam novos mineraiscom uma composição química diferente mascom a mesma estrutura cristalina.
Série contínua ou das plagioclases
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
SÉRIE CONTÍNUA
• As plagioclases são feldspatos com percentagensvariáveis de sódio (Na+) e cálcio (Ca2+).
• Os iões de cálcio (Ca2+) e de sódio (Na+) podemsubstituir-se na estrutura cristalina, formandodiferentes tipos de plagioclases.
Série contínua ou das plagioclases
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Anortite
Albite
Plagioclase:
• 100% cálcica - ANORTITE
• 100% sódica - ALBITE
• Durante o arrefecimento, na série contínua, primeiroforma-se a anortite, cujo ponto de solidificação é maiselevado.
• À medida que a temperaturavai diminuindo na redecristalina da anortite, o cálciopode ser progressivamentesubstituído por sódio em todasas proporções, originando asérie das plagioclasessucessivamente mais ricas emsódio.
Série contínua ou das plagioclases
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Anortite
Albite
• As plagioclases cálcicas, uma vez formadas, reagemcom o magma residual, sendo o cálcioprogressivamente substituído pelo sódio, originandoplagioclases de composição gradualmente diferente,mas que mantêm a sua estrutura interna – SÉRIE
ISOMÓRFICA.
Série contínua ou das plagioclases
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Anortite
Albite
Os termos da série descontínua
cristalizam ao mesmo tempo que
os da série contínua, em virtude
de terem a mesma temperatura
de cristalização.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Anortite
Albite
O magma residual fica mais rico em potássio,
alumínio e sílica.
Com a diminuição da temperatura forma-se
feldspato potássico, moscovite e quartzo.
O magma residual está empobrecido em Fe2+
e Mg2+ usados na série descontínua e em
Ca2+ e Na+ utilizados ao longo da série
contínua.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
O quartzo, sendo o último mineral a
cristalizar preenche os espaços deixados
pelos minerais já formados.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
As últimas frações do magma
formadas por água com voláteis e
outras substâncias em solução
constituem soluções hidrotermais.
As soluções hidrotermais podem preencher fendas
das rochas, os materiais cristalizam e formam filões
com um ou vários minerais associados.
Filão de quartzo, que aflora na Serra da Freita,
geoparque de Arouca - Aveiro
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Rochas ricas em olivina têm
piroxenas e plagioclases cálcicas
mas não possuem quartzo.
Rochas ricas em quartzo têm
plagioclases sódicas e feldspato
potássico mas não possuem olivina.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
+SiO2
-SiO2
Define os minerais
que estão associados
às diferentes rochas
magmáticas.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
• Segundo a série de Bowen é possível que um magma basáltico possa produzir
magmas diversificados, nomeadamente magmas riolíticos.
• Só 10% de um magma basáltico pode diferenciar-se em magma riolítico.
Os maciços graníticos atingem enormes volumes
da crusta continental e por isso não poderão ser
resultado apenas da cristalização fracionada.
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
Magma basáltico
Magma andesítico
Magmariolítico
Os granitos ocorrem sempre na crusta continental, e
portanto se a sua génese se relacionasse apenas com
os magmas basálticos deveriam surgir na crusta
oceânica, onde os basaltos são mais comuns.
A maioria dos granitos resulta de magmas riolíticos,
resultante da fusão das rochas da crusta continental.
• 10% - forma-se por cristalizaçãofracionada de um Magma basáltico
• 90% - resulta da fusão das rochasda crusta continental - Magmariolítico
Granito
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
São mais instáveis à superfície quando sujeitos à meteorização
MINERAIS FORMADOS A ALTAS TEMPERATURA
Olivinas e Piroxenas Anortite
CRISTALIZAÇÃO FRACIONADA – Séries de Bowen
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
São mais resistentes à meteorização
MINERAIS QUE CRISTALIZAM A BAIXAS TEMPERATURA
Quartzo
Cristais formados nos
primeiros estádios de
cristalização
Câmara
magmática
Migração dos cristais
para o fundo da câmara
magmática
Magma
residual
Rocha formada por diferentes camadas resultantes da cristalização fracionada
Olivina Piroxena Plagioclase cálcica
Os cristais podem ser
separados do líquido residual
por diferenciação gravítica
– acumulação de cristais de
acordo com as suas
densidades.
DIFERENCIAÇÃO MAGMÁTICA
DIFERENCIAÇÃO GRAVÍTICA